Магнитный усилитель УМ1П 25.35

Магнитный усилитель УМ1П 25.35

Внешняя характеристика

 

 

 

Данные УМ1П 25.35:

Постоянная времени (сек) одной обмотки:____________________________

Номинальный ток (А) и сопротивление (Ом) обмотки управления:________

Сопротивление (Ом) обмотки управления:____________________________

Номинальная мощность (Вт):_______________________________________

Номинальная мощность нагрузки (Вт):____________________________

Нагрузка:

Представим функциональную схему в виде:

 

 

               

Рис.3. Функциональная схема МУ

 

 

 

 

 

 

1.1. Определим ПФ МУ в области холостого хода:

 

 

 

 

1.2. Определим ПФ МУ в области короткого замыкания:

 

 

 

 

1.3. Определим ПФ МУ в области рабочей точки:

 

 

 

 

Построим ЛАХ МУ во всех режимах:

 

Определение передаточной функции УМ по управлению и по возмущению.

2.1. Определим ПФ МУ по управлению:

ПФ МУ по управлению и будет являться ПФ нагруженного МУ.

2.2. Определим ПФ МУ по возмущению:

 

 

 

 

       Рис.5. Функциональная схема МУ с учетом возмущения по нагрузке.

 

 

Расчет параметров остальных элементов системы.

3.1. Расчет обратной связи по току.

В качестве измерителя тока будем использовать резистор.

Рассчитаем сопротивление резистора приняв, что максимальное падение напряжения на нем не будет превышать 1В.

      

Для получения сигнала ошибки напряжение с измерителя тока при In=Ikz должно быть равно опорному напряжению, но с противоположным знаком. Для этого в цепь измерителя тока включим неинвертирующий усилитель на операционном усилителе NE5532. В качестве источника опорного напряжения будем использовать стабилитрон Д809 (Uст=9В; Iст=5мА). Расcчитаем схему стабилизации опорного напряжения, учитывая что на вход схемы будем подавать положительное напряжение питания ОУ (+15В):

 

Рис.6. Источник опорного напряжения. Расчет Rст.

 

 

 

 

Рассчитаем сопротивления резисторов в схеме усилителя:

 

 В

 

 

Рис.7. ЛАЧХ ОУ NE5532.

 

 

По ЛАЧХ ОУ (рис.7.) определим максимальную частоту, при которой сохраняется необходимый нам коэффициент усиления:

 

Исследование системы на устойчивость в трех режимах.

Для определения устойчивости построим ЛАЧХ системы. Для этого запишем ПФ разомкнутого контура системы по функциональной схеме:

 

 

Построим ЛАХ разомкнутого контура системы в области рабочей точки и найдем частоту среза ЛАХ системы:

 

 

 

Т.к. частоты сопряжения ОУ на много больше частоты среза, они практически не влияют на показатели качества работы системы, следовательно инерционностью ОУ можно пренебречь.

 

 

 

Построим ЛАХ и ФЧХ разомкнутого контура системы в трех режимах:

 

Область холостого хода:

 

 

Область рабочей точки:

 

 

 

Область короткого замыкания:

 

 

 

 

Определим запасы по фазе во всех режимах:

 

 

 

 

По полученным данным можно сделать вывод, что система неустойчива во всех режимах. Наихудшим случаем будет режим холостого хода.

 

Расчет коррекции, обеспечивающей требуемое качество.

 

Построение желаемой ЛАХ.

ПФ разомкнутого контура системы в режиме холостого хода:

 

 

Используя номограммы В.В.Солодовникова определим по заданным перерегулированию и времени регулирования частоту среза и запас по фазе:

 

 

 

Методом Е.А.Санковского определим частоты сопряжения ЖЛАХ:

 

 

 

Запишем желаемую ПФ:

 

По желаемой и нескорректированной ПФ определим ПФ корректирующего устройства:

 

 

 

 

Преобразуем ПФ корректирующего устройства:

 

 

Построим ЛАХ и ФЧХ нескорректированной, желаемой и скорректированной систем в режиме холостого хода:

 

Рис16. Функциональная схема системы с учетом КУ.

 

Найдем ПФ и построим ЛАХ и ФЧХ скорректированной системы во всех режимах:

 

 

 

 

 

Определим запасы по фазе во всех режимах:

 

 

 

 

Запас по фазе в режиме ХХ соответствует расчетному. Полученное корректирующее устройство так же обеспечивает запас устойчивости по фазе системе и в остальных режимах.

 

Магнитный усилитель УМ1П 25.35

Внешняя характеристика

 

 

 

Данные УМ1П 25.35:

Постоянная времени (сек) одной обмотки:____________________________

Номинальный ток (А) и сопротивление (Ом) обмотки управления:________

Сопротивление (Ом) обмотки управления:____________________________

Номинальная мощность (Вт):_______________________________________

Номинальная мощность нагрузки (Вт):____________________________

Нагрузка:

Представим функциональную схему в виде:

 

 

               

Рис.3. Функциональная схема МУ

 

 

 

 

 

 

1.1. Определим ПФ МУ в области холостого хода:

 

 

 

 

1.2. Определим ПФ МУ в области короткого замыкания:

 

 

 

 

1.3. Определим ПФ МУ в области рабочей точки:

 

 

 

 

Построим ЛАХ МУ во всех режимах: